刘许娟， 周慧敏， 何兴祥

广东药科大学附属第一医院消化内科，广东 广州 510003

甲烷氢呼气试验在胃肠病的诊断和筛查中具有非常重要的作用。如何有效地进行甲烷氢呼气试验，与患者肠道准备情况、相关疾病史、气体收集情况、口腔清洁度、检测者的技术水平等多种因素有关[1]。甲烷氢呼气试验是近年逐渐兴起的检测技术，具有安全、非侵入性、有效、简单的特点，对临床胃肠病的诊断和筛查具有一定帮助[2]。但如何更高效地应用该技术值得进一步探讨。本文就近年甲烷氢呼气试验的临床应用和进展作一概述。

1 甲烷氢呼气试验的基本原理和操作方法

甲烷氢呼气试验是通过给患者口服一定量的糖类底物(如乳糖、乳果糖等)，待底物在肠道内发酵后，通过检测呼出气体中的二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等的浓度变化，进行生理或疾病研究的方法。具体操作方法如下：要求所有受试者在检查前4周内未使用抗生素、微生态制剂、乳果糖、制酸剂或影响胃肠动力药物；2周内未行灌肠术，无急性肠炎史；检查前24 h禁食乳制品、豆制品、麦面制品、高纤维素蔬菜等产氢食品，并避免过饱食；检查前12 h禁食、禁水；检查当日刷牙漱口，禁止吸烟(包括避免二手烟)。检查过程中保持清醒、安静，不剧烈活动。美国QuinTron公司生产的“QuinTron Breath Tracker TM Digital MicroLyzer SC”呼气检测仪，样本中的氢气、甲烷气浓度以百万分之几氢气/甲烷气含量(parts per million，PPM) 表示。校准后首先绘制标准曲线，确保仪器稳定后，测试基础(空腹)呼气中氢气、甲烷气浓度，然后嘱受试者快速饮服含底物(我院消化科采用乳果糖10 g)的溶液，之后每隔30 min呼气1次，共呼气7次，测定呼气中氢气、甲烷浓度，至3 h，记录各时间点氢气、甲烷浓度值，绘制时间-呼气氢气、甲烷浓度曲线。

2 甲烷氢呼气试验的临床应用

2.1在检测乳糖不耐受方面的临床应用甲烷氢呼气试验在检测乳糖不耐受方面已经取得很大进展。乳糖不耐受是指乳糖酶缺乏在摄入大量乳糖后因无法正常代谢乳糖而出现腹泻、腹胀或腹绞痛等症状。ALLIENDE等[3]为确定智利儿童使用乳糖呼吸测试(BT)作为参考的乳糖不耐受(LNP)诊断准确性及比较学前教育(< 6年)和学龄儿童(≥6岁)的阳性率。选取60例来自圣地亚哥实验室诊断为乳糖吸收不良的儿童，通过聚合酶链反应、限制性酶分析和/或Sanger 测序确定了呼气时的H2和CH4和-13,910c>T单核苷酸多态性。结果显示，在60例儿童中，有42例(70%)发现乳糖吸收不良。这表明，甲烷氢呼气试验在检测乳糖不耐受方面有着十分重要的作用。

甲烷氢呼气试验已经广泛应用于检测小肠细菌过度生长(small intestinal bacterial overgrowth，SIBO)。SIBO又称小肠淤积综合征、小肠污染综合征或盲袢综合征，是指由于小肠结构异常，小肠动力异常和其他因素，导致小肠内菌群数量或菌群种类改变，达到一定程度并引起临床表现者。临床上出现腹泻、脂肪泻、贫血、低蛋白血症和营养吸收障碍等表现。目前，甲烷氢呼气试验已经应用于消化科、血管科、内分泌科、儿科、风湿免疫科、神经内科、外科等领域，用于检测SIBO。

2.2SIBO与消化科疾病的关系

2.2.1 SIBO与肠易激综合征(irritable bowel syndrome，IBS)：甲烷氢呼气试验应用于检测IBS患者的SIBO阳性率。IBS是一种常见的功能性肠病，其病因和发病机制尚未完全明确。李宁宁等[4]通过乳果糖氢气结合甲烷气呼气试验检测IBS患者SIBO的发生率，结果显示，IBS患者SIBO阳性率明显高于健康人，提示SIBO与IBS有关。这表明，甲烷氢呼气试验在对检测IBS患者的SIBO阳性率方面有着独特的优势。

2.2.2 SIBO与克罗恩病(Crohn’s disease，CD)：甲烷氢呼气试验应用于检测CD患者的SIBO阳性率。CD是一种可累及全消化道的慢性肉芽肿性疾病。研究发现，肠道菌群在IBD的发病机制中可能起着关键作用。张璐等[5]通过对25例缓解期CD患者(CDAI<150分)和20名健康人(对照组)进行以葡萄糖为底物的甲烷氢呼气试验，探讨其在缓解期CD患者的临床应用价值。结果显示，CD患者较健康人群更容易发生SIBO。这表明，甲烷氢呼气试验在检测CD患者的SIBO阳性率方面有显著作用。

2.2.3 SIBO与慢性胰腺炎：甲烷氢呼气试验还可以应用于检测慢性胰腺炎患者的SIBO阳性率。慢性胰腺炎患者(尤其是嗜酒者)会出现SIBO，很少有数据表明慢性胰腺炎患者发生SIBO的概率和相关因素。为此，KUMAR等[6]对68例慢性胰腺炎患者及74名年龄及性别匹配的健康受试者进行葡萄糖氢化呼吸试验(GHBT)评价。结果显示，慢性胰腺炎患者发生SIBO的频率高于对照组[10/68(14.7%)vs1/74(1.3%)]。可见，甲烷氢呼气试验在检测慢性胰腺炎患者的SIBO阳性率方面效果显著。

2.2.4 SIBO与酒精性肝病(alcoholic liver disease，ALD)：甲烷氢呼气试验应用于检测ALD患者的SIBO阳性率。ALD由于长期大量饮酒导致的肝脏疾病。早在1993年，国外就有报道37.8%的ALD患者存在SIBO[7]。王为等[8]通过葡萄糖氢呼吸试验(GHBT)检测ALD患者的SIBO情况，以及SIBO与肝功能状况之间的关系。结果显示，ALD患者常存在SIBO，且随着肝功能损伤的加重，SIBO也增加。同时，也表明了甲烷氢呼气试验在检测ALD患者的SIBO阳性率方面作用甚大。

2.2.5 SIBO与非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD)：甲烷氢呼气试验也应用于检测NAFLD患者的SIBO阳性率。NAFLD是一种无过量饮酒史，肝实质细胞脂肪变性和脂肪贮积为特征的临床病理综合征。GHOSHAL等[9]通过甲烷氢呼气试验检测其SIBO情况，研究了SIBO在NAFLD中的发病机制，结果显示，NAFLD患者常存在SIBO，且随着肝功能损伤的加重，其SIBO也增加。这表明，甲烷氢呼气试验在检测NAFLD患者的SIBO阳性率方面起重要作用。

2.2.6 SIBO与轻微肝性脑病(MHE)：甲烷氢呼气试验应用于检测MHE患者的SIBO阳性率。MHE过去被称为亚临床肝性脑病(SHE)，患者虽形似正常，但操作能力和应急反应能力降低。曹彬等[10]通过葡萄糖氢呼气试验检测SIBO情况，探讨肝硬化患者SIBO与MHE发生的相关性。结果显示，肝硬化患者存在SIBO，伴SIBO的肝硬化患者MHE检出率高于不伴SIBO的肝硬化患者。这表明，甲烷氢呼气试验在检测MHE患者的SIBO阳性率方面发挥重要作用。

2.2.7 SIBO与肝硬化：甲烷氢呼气试验应用于检测肝硬化患者的SIBO阳性率。CHANG等[11]采用氢呼气试验对40例肝硬化患者SIBO情况进行研究，其中20例有细菌性腹膜炎(SBP)病史，结果发现，合并SBP组的SIBO发生率较对照组高(分别为70%和20%)，同时存在显著的肠道动力功能异常，认为SIBO与肠道动力异常有关，是导致SBP的发病因素之一。YANG等[12]采用葡萄糖和甲烷氢呼气试验进行SIBO的研究，他们认为Child-Pugh B和C级肝硬化患者SIBO发生率可达50%，而A级仅为19%，与是否合并腹水无关。这充分体现了甲烷氢呼气试验在检测肝硬化患者的SIBO阳性率方面的重要性。

2.2.8 SIBO与坏死性小肠炎：甲烷氢呼气试验应用于检测坏死性小肠炎患者的SIBO阳性率。坏死性小肠炎是临床上常见的疾病，其机制复杂，诱因也多，是一种局限于小肠的急性出血性坏死性炎症。HAMILTON[13]的研究表明，采用呼气氢试验作为致死性新生儿坏死性小肠炎的早期诊断。CHEU等[14]通过检测122个新生儿(年龄在刚出生至1个月大)的呼出氢气值，其中有7例为坏死性小肠炎患者，115名健康者。结果：7例患儿的H2/CO2的平均峰值为(9.4±2.7) ppm/mmHg，115名健康者的H2/CO2的平均峰值为(5.0±3.5)ppm/mmHg，差异有统计学意义。从而看出，甲烷氢呼气试验是一种简单的非侵入性试验，可作为早期诊断坏死性小肠炎的筛查。

2.2.9 SIBO与糜烂性食管炎：甲烷氢呼气试验应用于检测糜烂性食管炎患者的SIBO阳性率。KIM等[15]的研究通过呼气试验发现糜烂性食管炎患者中67%存在SIBO，明显高于对照组的37%(P=0.024)，提示糜烂性食管炎与SIBO密切相关。这表明，甲烷氢呼气试验在检测糜烂性食管炎患者的SIBO阳性率方面有着重要的作用。

2.2.10 SIBO与慢性假性肠梗阻：甲烷氢呼气试验应用于检测慢性假性肠梗阻患者的SIBO阳性率。慢性假性肠梗阻是一种由肠道神经病变和(或)肌病引起的肠道运动功能障碍性疾病。GU等[16]研究发现，SIBO存在于71%的慢性假性肠梗阻的患者中，而且使用粪菌移植(FMT)治疗后，症状明显好转。这表明，甲烷氢呼气试验在检测慢性假性肠梗阻患者的SIBO阳性率方面起着重要的作用。

2.3SIBO与血管科疾病的关系

2.3.1 SIBO与动脉粥样硬化：甲烷氢呼气试验用于检测动脉粥样硬化患者的SIBO阳性率。动脉粥样硬化是导致心血管疾病的主要原因，临床表现多样，病因病机颇为复杂。PONZIANI等[17]通过对动脉粥样硬化患者进行甲烷氢呼气试验检测，发现SIBO与动脉粥样硬化的出现密切相关。这表明，甲烷氢呼气试验在检测动脉粥样硬化患者的SIBO阳性率方面有着重要的作用。

2.3.2 SIBO与深静脉血栓：甲烷氢呼气试验应用于检测深静脉血栓患者的SIBO阳性率。深静脉血栓形成危险因素涉及范围广，并发症多。FIALHO等[18]纳入321例患者进行研究，通过单因素分析发现，患有深静脉血栓的患者，与无深静脉血栓患者比较，SIBO的发生率更高(分别为69.8%、39.9%)。这充分表明了甲烷氢呼气试验在检测深静脉血栓患者的SIBO阳性率方面的重要作用。

2.4SIBO与内分泌科疾病的关系

2.4.1 SIBO与2型糖尿病：甲烷氢呼气试验应用于检测2型糖尿病患者的SIBO阳性率。RANA等[19]通过无创葡萄糖和乳酸氢呼吸检测，研究SIBO在2型糖尿病患者中的发生率及其与2型糖尿病患者口盲传输时间(OCTT)的关系。结果显示，糖尿病患者的SIBO可能会延迟OCTT。这表明，甲烷氢呼气试验在检测2型糖尿病患者的SIBO阳性率方面作用十分巨大。

2.4.2 SIBO与甲减：甲烷氢呼气试验应用于检测甲状腺功能减退症患者的SIBO阳性率。甲状腺功能减退症(简称甲减)，是由于甲状腺激素合成及分泌减少，或其生理效应不足所致机体代谢降低的一种疾病。病因较复杂。PATIL[20]综述了目前甲烷氢呼气试验检测的SIBO与甲减关系的研究，明确了甲减患者中普遍存在SIBO。这表明，甲烷氢呼气试验在检测甲状腺功能减退症患者的SIBO阳性率方面起着十分重要的作用。

2.5SIBO与儿科(自闭症)的关系甲烷氢呼气试验应用于检测自闭症患儿的SIBO阳性率。WANG等[21]对310例自闭症谱系障碍患儿和1 240例性别、年龄匹配的正常儿童进行葡萄糖呼气试验。结果显示，SIBO和自闭症的症状显著相关。这表明，甲烷氢呼气试验在检测自闭症患儿的SIBO阳性率方面有着独特的作用。

2.6SIBO与风湿免疫科(自身免疫性疾病)的关系甲烷氢呼气试验应用于检测自身免疫性疾病患者的SIBO阳性率。JO等[22]研究发现，36%的白塞氏病患者氢呼气试验可发现SIBO阳性，而且85.7%的患者服用利福昔明治疗后症状明显改善。ADARSH等[23]对36例系统性硬化患者进行研究，发现98%的患者伴有胃肠道动力障碍，乳糖呼气试验发现62.2%的患者OCTT延长，18.9%SIBO阳性。ZHANG等[24]对118例多发性硬化中国患者进行研究，发现38.14%的多发性硬化病(MS)患者SIBO阳性，而对照组SIBO阳性率只有8.47%(P<0.001)。提示自身免疫性疾病患者可能存在SIBO。这表明，甲烷氢呼气试验在检测自身免疫性疾病患者的SIBO阳性率方面效果显著。

2.7SIBO与神经内科(帕金森症)的关系甲烷氢呼气试验应用于检测帕金森症患者的SIBO阳性率。NIU等[25]纳入182例中国帕金森患者进行研究，并通过葡萄糖呼气试验进行检测，发现30.2 %的帕金森患者SIBO阳性，明显高于对照组的9.5%(P<0.001)。这表明，甲烷氢呼气试验在检测帕金森症患者的SIBO阳性率方面有着重要的作用。

2.8SIBO与外科的关系

2.8.1 SIBO与腹部手术：甲烷氢呼气试验应用于检测外科腹部手术术后患者的SIBO阳性率。腹部手术是容易被污染的手术，KIM等[26]探讨了腹部手术患者的SIBO的流行和特点，结果显示，43.9%的腹部外科手术患者葡萄糖呼气试验阳性，31.9%的功能性胃肠道疾病(FGID)患者葡萄糖呼气试验阳性和13.3%的对照组葡萄糖呼气试验阳性(P<0.01)。提示SIBO在腹部手术患者中常见。这表明，甲烷氢呼气试验在检测外科腹部手术术后患者的SIBO阳性率方面有着独特的作用。

2.8.2 SIBO与肿瘤术后：甲烷氢呼气试验应用于检测肿瘤术后患者的SIBO阳性率。DENG等[27]研究通过对43例结直肠癌术后患者进行甲烷氢呼气试验检测，并给予利福昔明治疗。HENEGHAN等[28]对66例食管癌和胃癌手术后患者进行研究，结果发现38%的患者出现SIBO。提示肿瘤术后患者与健康人相比更有可能发展为SIBO。这表明，甲烷氢呼气试验在肿瘤术后患者的SIBO阳性率检测方面有着重要的作用。

2.9SIBO与皮肤科(酒糟鼻)的关系甲烷氢呼气试验应用于检测酒糟鼻患者的SIBO阳性率。WEINSTOCK等[29]通过对酒糟鼻患者进行甲烷氢呼气试验，发现有51%的酒糟鼻患者存在SIBO，明显高于正常人群的23%(P=0.02)。提示酒糟鼻患者与健康人相比更有可能发展SIBO。这表明，甲烷氢呼气试验在检测酒糟鼻患者的SIBO阳性率方面有着重要的作用。

2.10SIBO在大肠癌筛查方面的应用甲烷氢呼气试验在大肠癌筛查方面有着独特的优势。大肠癌是当今主要的恶性肿瘤之一。在欧美发达国家，其发病率和死亡率在恶性肿瘤中分别列第4位及第2位[30]，在我国，随着居民生活方式日益倾向于高脂肪和高热量的饮食，大肠癌的发病率和死亡率逐年上升。国际国内文献对甲烷氢呼气试验在大肠癌筛查中的重要意义早有报道。LANCET在1977年就报道了男性大肠癌患者76%甲烷呼气浓度高，女性大肠癌患者85%甲烷呼气浓度高。1977年HAINES等[31]为研究甲烷氢呼气试验在大肠癌筛查中的作用，选取30例大肠癌患者、64例非大肠恶性疾病患者和208名健康者进行甲烷氢呼气试验。结果显示，24例(80%)大肠癌患者检测出甲烷气体，相比之下，25例(39%)非大肠恶性疾病患者和83名(40%)健康者检测出甲烷气体。提示在大肠癌患者和非大肠癌患者之间，厌氧肠道菌群可能存在差异。这种差异可能先于肿瘤的发展，也可能是肿瘤的结果。另外，上海市消化疾病研究所1994年报道了甲烷呼气试验大肠癌患者阳性率达80%，而大便潜血试验大肠癌患者阳性率仅56%，甲烷氢呼气试验因其简单无创可以广泛用于大肠癌筛查[32]。

3 讨论

甲烷氢呼气试验因其安全、非侵入性、有效、简单的优点，在临床上被广泛应用于诊断SIBO、乳糖不耐受、大肠癌的筛查。目前，主要应用于诊断消化科、血管科、内分泌科、儿科、风湿免疫科、神经内科、外科等领域的SIBO，但还有很多疾病类型SIBO的检测有待进一步研究。此外，因为检查前准备艰难(禁食、禁水12 h)及收集8袋气体持续时间久(从开始至结束持续3.5 h)，使检查的难度加大，患者的依从性减小，可能会降低检测结果的精准度。因此，如何简化流程、高效地进行甲烷氢呼气检测显得尤为重要。该检测技术在临床有很大的研究和应用空间，尤其是老年及儿童患者气体收集的成功率有待进一步提高。